4 聲音報警模塊

　　本設計的報警提示將以一定時間間隔以振動頻率/語音連續(xù)提示。超聲波測距器所探測到的距離將以語音的方式提示使用者，形式為X.XX m,到百分位。

　　紅外探頭則將20~150 cm分為兩段，即20~70 cm和70~150 cm.第1個區(qū)間震動器將在1 s內(nèi)振3次，第2個區(qū)間在1 s內(nèi)振1次以分清距離，如圖8所示。

　　5 系統(tǒng)工作過程簡述

　　系統(tǒng)的簡略圖如圖9 所示。如圖5 所示，IR、US 分別為紅外探測器和超聲波探測器。分別負責左、中、右的探測。IR 根據(jù)所探測的距離輸出相應模擬量，距離與信號大小對應關系如圖10所示。

　　如圖5所示，負責正中間探測的超聲波探測器探測距離為4~500 cm,單片機的P10（RXD），P11（TXD）與超聲波探測器的TXD,RXD 相接并通過這兩個端口信。超聲波探測器（Ultrasonic）將數(shù)據(jù)輸入單片機，單片機進行判別后，通過P2.4~P2.8的SPI總線接口發(fā)送指令給語音芯片，語音芯片根據(jù)接收到的指令將預先錄制好的語音（一、……九、零、米、前方距離）按照一定排序輸出到耳機（以X.XX m的方式，到百分位），提示使用者。另外，還可以通過自定義鍵，令語音芯片播放當前溫度的語音。

　　負責左右兩邊的紅外探頭（IR Sensor）探測范圍20~150 cm,其信號線與單片機的P1.0,P1.1 相連，紅外探頭所探測到的距離以模擬量輸出，經(jīng)單片機內(nèi)部A/D轉換后判別，并輸出相應脈沖給P0.0,P0.1口，使三極管導通，從而使振動器振動（圖6）。

　　如圖5所示，語音芯片的P4~P7口接收到單片機指令后，將相應語音按一定排序，通過P17 AUX端口輸出到耳機，實現(xiàn)語音提示。

　　6 系統(tǒng)測試

　　首先，對硬件電路進行電氣檢查，排除電路出現(xiàn)短路等故障發(fā)生的可能性；其次，首先進行仿真測試，超聲波探測器通過RS 232接口連接到電腦（見圖11），利用專用軟件，進行軟件測試，如圖12,圖13所示。；進行實際測試。

　　（1）測試報警系統(tǒng)能否實現(xiàn)預期功能測試環(huán)境：白天實驗室內(nèi)，溫度約30 ℃。首先，燒入以5 s為一個循環(huán)的單片機程序。經(jīng)測試，系統(tǒng)首先以語音報出“前方距離X.XX m”,而后左右振動器依次按所測距離震動，以5 s為一個循環(huán)，不斷間斷地報數(shù)/振動作提示。

　　其次，燒入另一組程序，通過兩個不同的自定義鍵，實現(xiàn)語音報數(shù)，例如：“前方距離3.74 m”,“29.74 ℃”,實現(xiàn)預期功能。（2）報警系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性系統(tǒng)連續(xù)開機2 h,每隔15 min,檢查系統(tǒng)，系統(tǒng)長時間開機后仍能正常工作。

　　7 結論與展望

　　本設計實現(xiàn)了多重距離探測，多向距離探測和多重報警語音提示的功能。在設計過程中，堅持小型、快速、實用、智能的思想，盡可能地實現(xiàn)更多的功能。為此，選定探測距離為4~500 cm 的超聲波探頭和20~150 cm 的紅外探頭做多重距離提示。

　　目前國內(nèi)外的導盲器都是采用比較成熟的超聲波測障，而更人性化的導盲器會具有圖像處理系統(tǒng)或者GPS定位系統(tǒng)。本設計在正面探測仍采用成熟的超聲波，并以一定向下的傾角，探測地上障礙物，作為取代導盲杖的一種嘗試。用紅外探頭作左右兩邊的探測，使裝置成本大幅下降，且體積小功耗低。本裝置成本合理，而具有圖像處理系統(tǒng)或者GPS定位系統(tǒng)的導盲器價格很高。因此本設計有一定實用價值。